基于傳統安防系統在終端采集相應信息、以有線通信方式上傳至監控中心模式易導致如布線繁瑣、無法實現終端設備全覆蓋及無法進行信息共享等局限性。文中設計 了一種基于ZigBee通信網絡的無線安防平臺。該平臺通過ZigBee在監控區域內搭建一個性能穩定的通信網絡，使各子系統能夠在該網絡環境下采集相應 的數據信息，并通過ZigBee無線通信網絡上傳至監控中心，在實現信息共享的同時達到智能化和高效能的目的。

隨著科技的進步，人們對安防系統提出了新的要求，如智能化、高性價比和信息可共享等。目前使用的安防系統通常表現為針對性強的特點，但這一現狀導致 系統之間無法進行信息共享，不能達到效能最大化。基于這種現狀，文中提出在監控區域內建立一個基于ZigBee功能強大的無線通信網絡系統。該系統集成了 多種安防手段，從而實現了系統之間信息共享，滿足人們對安防系統的特定要求。

1、ZigBee技術概述

有線網絡在通信過程中的局限性催生了無線網絡通信系統建立的思想。經過幾十年的發展，無線網絡通信技術已相對完善。無線網絡主要分為WWAN(無線廣域網)、WLAN(無線局域網)和WPAN(無線個域網)。ZigBee是基于IEEE 802.15.4標準的，其具有低功耗、低成本和近距離等優點，主要適用于智能家居系統、工業控制、醫療場所及農業自動化等涉及自動控制和遠程控制領域，屬于低速無線個人區域網絡(Low-Rate Wireless Perosonal Area Network，LR—WPAN)。

2、系統整體設計方案

本文所研究和設計的無線安防系統，集合多種先進的無線技術，不僅包括ZigBee無線技術，還涉及GPS定位技術和ANT無線技術等，使之形成一個無線網絡系統平臺。本文以實現該系統中3個子系統的功能為例，即實現人員定位、物品管理、車輛跟蹤3個目標。

終端設備采集的信息，通過無線通信模塊，即ZigBee無線通 信網絡，上傳至數據處理模塊;數據處理模塊對來自ZigBee無線網絡的數據進行分析處理后存入數據庫;用戶終端可登錄位置服務器請求感興趣的數據，數據 處理模塊提供查詢軟件顯示用戶終端請求的數據。操作人員根據監控軟件顯示數據對各終端進行監測，并處理突發情況。

2.1 系統硬件設計

通過對上述系統組成框架的研究與分析，文中設計了該系統的底層硬件平臺。由上述分析可知，終端設備負責將采集到的相關信息上傳至ZigBee通信網 絡中最近的路由節點，該節點負責把數據經過通信網絡發送給ZigBee協調器，協調器再將這些數據上傳至數據處理模塊。因此，ZigBee無線網絡的高性 能組網與通信是本系統設計的關鍵，考慮到系統各部分基本都用到了ZigBee通信部分，所以將ZigBee通信部分模塊化，有利于簡化子系統平臺的搭建流 程。

ZigBee通信模塊主要包括6個子模塊。微處理器采用16位高性能單片機，考慮到通信模塊必須安裝ZigBee協議棧，微處理器應自 帶一定容量的可編程Flash存儲器，在系統設計過程中，選用TI公司的MSP430F2112作為核心MCU，其他模塊均為常見器件。ZigBee通信 模塊主要包括ZigBee路由節點和ZigBee協調器兩部分。目前，主流的無線通信網絡解決方案通常有RF+MCU和單芯片集成SOC兩種方式。 RF+MCU 模式主要包括CC2420和MSP430，其是由TI公司推出的首款滿足2.4 GHz ZigBee產品使用要求的射頻IC，主要用于開發低功耗無線網絡，如智能家居系統、樓宇自動化系統、工業監控系統和無線傳感網絡等;而MC1319x和 GT60組合是由Freescale公司推出的一款工作于2.4 GHz頻段包含IEEE802.15.4協議的無線組網模塊，其優點是短距離、低功耗;單片集成的SOC方案主要包括TI的CC2530和 Freesclae的MC1321x兩種。采用TI的單芯片集成SOC解決方案，以芯片CC2530作為本系統ZigBee通信模塊的主芯片。 CC2530采用標準8051處理器，經過特別設計的處理器內核不僅具有低功耗、高速度、低噪聲的優良性能，且不會因8051內核的高速運行對高頻通訊產 生影響。同時，其還可以直接移植TI公司的Z—Stack協議棧，為用戶節省成本并縮短開發周期;最為關鍵之處在于CC2530還可通過外掛一個功率放大 芯片CC2591加大數據的傳輸強度和距離，這對于一些障礙物多、通信環境復雜的場合較為適用。

2.2 軟件設計

系統中所有數據的傳輸均是通過ZigBee通信網絡實現的，因此組建一個性能穩定可靠的ZigBee通信網絡是系統設計的重要工作。考慮到部分軟件 設計的復雜性，故選取CC2530的ZigBee方案。CC2530的制造廠商TI公司提供了完備的ZigBee協議棧Z—STACK，該協議棧可認為是 一個軟件包，集合了ZigBee組網的路由算法、數據轉發模式及核心芯片各引腳的功能包，且是一個開放版本，開發者可根據實際需求來修改對應的功能包。這 樣做不僅可節省開發者的時間、減少開發難度及強度，且還具有高效的ZigBee自組網能力，實現路由選擇和數據轉發自動完成，使得高質量的 ZigBee通信得到保證。ZigBee網狀網絡的組建是由一個ZigBee協調器來完成的，因此組網的第一步就是ZigBee協調器的確立。由于任何一 個全功能節點均可擔當協調器的角色，因此在各節點上電后，其會根據路由算法確定自身的協調器，而協調器通過搜索篩選確定一個網絡ID，然后再利用這一網絡 ID建立網絡，但這種自動組網的方式有較大的隨機性，尤其是協調器的選擇會有不確定性。在實際應用中，協調器可能還會具有一些特殊的功能，例如在本設計 中，協調器除了負責建立網絡外，還負責將所有數據搜集并將數據打包通過網口傳送給數據處理模塊;此外，位置服務器下達的一些指令也是通過位置協調器下發給 各功能節點，所以協調器的硬件設計會有區別于其他的路由節點。因此在本設計中，人為指定協調器，并給其分配一個網絡ID，該協調器就以此網絡ID組建一個 ZigBee網狀網絡。

3、系統測試

根據上述無線安防系統的組織架構、技術實現手段以及底層電路與軟件的設計。文中從應用層的角度，結合無線安防系統的實例，主要從物品管理方面測試本系統的應用價值。

物品管理主要是針對一些貴重或危險物品的管理。系統會自動給這些物品劃定一個安全區域，在未經申請的情況下，這些物品不能隨便離開這一區域，否則系 統就會接到報警。在測試過程中，當物品被移動時，震動傳感器會給出啟動信號，通過ZigBee網絡與數據處理模塊進行通信，同時與設定的安全位移進行比 對，若移動的位置在安全位移之內，則不發出報警信號，該比對過程將持續進行;當檢測到物品移動的距離超出預先設置的安全位移時，便通過無線網絡傳輸報警信 號到數據處理中心，監控人員會根據用戶終端管理系統顯示的相關報警信息進行應急處理與操作。

4、結束語

通過對當前安防領域現狀分析，本文確定了將無線通信技術應用于安防領域的方案。無線通信技術的應用，可以使傳統安防系統的工程布線大幅度減少，降低 了施工成本;同時，無線安防系統可提高系統的智能化和數字化，提升工作效率及安防性能，并減少安防死角，從而做到真正的安全防護。由于安防系統的服務對象 通常是一個特定的集體，可根據集體成員自身的分布特點，打造屬于特定對象的安防系統，這將有利于無線安防系統的進一步發展。